CN103189228A - 车辆及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆及其控制方法。在已经检测到碰撞之后，关断变换器（41，42）的所有上臂晶体管，并导通变换器的所有下臂晶体管。然后，在电动机（MG1，MG2）中的任何一个中都未产生反电动势时，向变换器（41，42）的上臂晶体管中的至少任意一个施加低于每个上臂晶体管完全导通的栅极电压（V1）的栅极电压（V2），并导通串联连接到施加了所述栅极电压（V2）的上臂晶体管中的至少任意一个的所述变换器（41，42）的下臂晶体管中的至少任意一个。

Description

车辆及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆，其包括三相交流电动机、能够经由变换器与三相交流电动机交换电力的蓄电单元、对变换器和蓄电单元之间的电压进行平滑化的平滑电容器以及检测车辆碰撞的碰撞检测单元，还涉及一种用于车辆的控制方法。

背景技术

有人提出过这样一种车辆，其包括电动机发电机、驱动电动机发电机的变换器电路、经由系统主继电器向变换器电路供电的二次电池单元、设置于系统主继电器和变换器电路之间的高压电容器以及测量障碍物和车辆之间的相对速度以及障碍物和车辆之间距离的雷达传感器（例如，参见日本专利申请公开No.2005-20952(JP-A-2005-20952)）。在这种车辆中，在基于来自雷达传感器的信息预测到车辆要碰撞时，系统的主继电器被关断，控制变换器电路以便利用电动机发电机的各个相的线圈释放高压电容器中剩余的电荷，同时不从电动机发电机产生转矩。此外，有人提出过这种类型的车辆，其包括电动机发电机；变换器，其具有成对的串行连接的上臂晶体管和下臂晶体管并驱动电动机发电机；以及设置于直流电源和变换器之间的电容器，且其中在变换器的上臂和下臂晶体管的任意一个中发生短路故障时，令车辆停止运行，并且将串联连接到具有短路故障的上臂或下臂晶体管的上臂或下臂晶体管导通以将短路相的上臂和下臂固定在导电状态，由此作为短路电流消耗电容器中存储的电荷（例如，参见日本专利申请公开No.2008-54420(JP-A-2008-54420)）。在这种车辆中，在如上所述变换器中发生短路故障时，将短路相的上臂和下臂固定在导电状态以形成除电动机发电机和变换器之间的闭合电路之外的传导电流的路径，由此，即使在电动机发电机中连续产生大的反电动势时，例如在拖动车辆时，也能够防止变换器或导电线路的过电流状态。

顺便讲到的是，在这种车辆中，在实际发生碰撞时，应当迅速释放直流电源和变换器之间的电容器中存储的电荷，以确保安全。不过，在通过应用JP-A-2008-54420中描述的发明在发生车辆碰撞之后将变换器的上下臂固定在导电状态中时，大的电流流经固定在导电状态中的上下臂，因此担心晶体管可能受到不利影响。此外，在电动机发电机中产生反电动势时，从电容器释放的电流和由反电动势导致的电流同时流动，因此担心晶体管可能受到不利影响。此外，在反电动势导致的电流经由变换器返回电动机发电机且半波电流流经电动机发电机的相时，电动机发电机的永磁体可能被消磁。

发明内容

本发明提供了一种车辆，在碰撞的情况下，迅速释放平滑电容器中存储的电荷，同时还适当地保护变换器和三相交流电动机。

本发明的第一方面涉及一种车辆。该车辆包括：三相交流电动机；变换器，其包括多个上臂晶体管、多个下臂晶体管和多个二极管，每个上臂晶体管随着输入电压升高趋于减小其电阻并且在施加高于预定值的输入电压时导通，每个下臂晶体管串联连接到上臂晶体管中对应的一个，每个二极管与所述上臂晶体管和所述下臂晶体管中对应的一个反并联连接；蓄电单元，能够经由所述变换器与所述三相交流电动机交换电力；平滑电容器，对所述变换器和所述蓄电单元之间的电压进行平滑；控制所述变换器的控制单元；以及检测碰撞的碰撞检测单元，其中所述控制单元在所述碰撞检测单元检测到碰撞之后关断变换器的所有上臂晶体管并导通变换器的所有下臂晶体管，然后，在所述三相交流电动机中未产生反电动势时，所述控制单元向所述变换器的上臂晶体管中的至少任意一个施加低于预定值的输入电压，并导通下臂晶体管中的至少任意一个，所述下臂晶体管中的所述至少任意一个串联连接到施加了低于预定值的输入电压的上臂晶体管中的至少任意一个。

根据以上方面，在碰撞检测单元已经检测到碰撞之后，关断变换器的所有上臂晶体管，并导通变换器的所有下臂晶体管。通过这样做，在碰撞检测单元检测到碰撞之后在三相交流电动机中产生反电动势时，反电动势导致的电流流经变换器的下臂晶体管和二极管，同时基本均等分布。于是，防止了电流集中流经单个下臂晶体管，由此能够保护下臂晶体管，不会让半波电流流经三相交流电动机的相，由此能够防止三相交流电动机的永磁体消磁。此外，在关断所有上臂晶体管并导通所有下臂晶体管时，能够防止变换器的上臂晶体管和下臂晶体管因为从平滑电容器释放的电流和反电动势导致的电流同时流动而过热。注意，在三相交流电动机中产生反电动势时，在三相交流电动机中产生使旋转停止的方向上的转矩，然后在三相交流电动机的旋转已经因为产生的转矩减小到一定程度的阶段，不产生反电动势。此外，由于碰撞检测单元已经检测到碰撞，变换器的所有上臂晶体管关断，并且变换器的所有下臂晶体管导通。然后，在三相交流电动机中未产生反电动势时，向变换器的上臂晶体管中的至少任意一个施加低于预定值的输入电压，并导通下臂晶体管中的至少任意一个，所述下臂晶体管中的所述至少任意一个串联连接到施加了低于预定值的输入电压的上臂晶体管中的至少任意一个。通过这种方式，施加了低于预定值的输入电压的变换器上臂晶体管中的至少任意一个的电阻大于完全导通的上臂晶体管中的至少任意一个的电阻，流经上臂晶体管中的所述至少任意一个的电流减小。因此，在导通与施加低于预定值的输入电压的上臂晶体管中的至少任意一个对应的下臂晶体管中的至少任意一个时，能够迅速释放平滑电容器中存储的电荷，同时防止大电流流经这些上臂晶体管和下臂晶体管。结果，在碰撞时，在根据本发明该方面的车辆中，能够迅速释放平滑电容器中存储的电荷，同时还适当保护变换器和三相交流电动机。

此外，在以上方面中，所述车辆可以包括多个三相交流电动机和多个变换器，所述控制单元可以在所述碰撞检测单元检测到碰撞之后关断所述多个变换器的所有上臂晶体管并可以导通所述多个变换器的所有下臂晶体管，然后，在所述多个三相交流电动机的任何一个中均未产生反电动势时，所述控制单元可以向所述多个变换器中的至少任意一个中包括的上臂晶体管中的至少任意一个施加低于预定值的输入电压，并可以导通下臂晶体管中的至少任意一个，所述下臂晶体管中的至少任意一个串联连接到施加了低于预定值的输入电压的上臂晶体管中的所述至少任意一个。

在根据以上方面的车辆中，在碰撞检测单元已经检测到碰撞之后，关断多个变换器的所有上臂晶体管，并导通多个变换器的所有下臂晶体管。通过这样做，在三相交流电动机中的任意一个中产生反电动势时，仅三相交流电动机中的任意一个中产生的反电动势导致的电流流经对应于三相交流电动机中的所述任意一个的变换器的下臂晶体管和二极管，同时基本均等分布。于是，能够防止所述多个变换器的上臂晶体管和下臂晶体管因为从平滑电容器释放的电流和反电动势导致的电流同时流动而过热。此外，可以使反电动势导致的电流不向平滑电容器流动，因此能够使平滑电容器不存储新的电荷。此外，因为形成了反电动势导致的电流的流动路径，所以电流流经产生反电动势的三相交流电动机中的相并且向该三相交流电动机施加使旋转停止的方向上的转矩，因此能够早期减小三相交流电动机的旋转，由此停止产生反电动势。于是，在根据这一方面的车辆中，在碰撞检测单元检测到碰撞时，关断多个变换器的所有上臂晶体管并导通多个变换器的所有下臂晶体管，然后，在多个电动机的任何一个中都未产生反电动势时，向多个变换器中的至少任意一个中包括的上臂晶体管中的至少任意一个施加低于预定值的输入电压，并导通下臂晶体管中的至少任意一个，所述下臂晶体管中的所述至少任意一个串联连接到施加了低于预定值的输入电压的上臂晶体管中的至少任意一个。通过这样做，能够迅速释放平滑电容器中存储的电荷，同时防止大电流流经施加了低于预定值的输入电压的上臂晶体管中的所述至少任意一个以及串联连接到上臂晶体管中的所述至少任意一个的下臂晶体管中的至少任意一个。结果，在碰撞时，在根据这个方面的车辆中，能够迅速释放平滑电容器中存储的电荷，同时还适当保护所述多个变换器和所述多个三相交流电动机。

本发明的第二方面涉及一种用于车辆的控制方法。所述车辆包括三相交流电动机、变换器、蓄电单元、平滑电容器和碰撞检测单元，所述变换器包括多个上臂晶体管、多个下臂晶体管和多个二极管，每个上臂晶体管随着输入电压升高趋于减小其电阻并且在施加高于预定值的输入电压时导通，每个下臂晶体管串联连接到上臂晶体管中的对应一个，每个二极管与上臂晶体管和下臂晶体管中的对应一个反并联连接，所述蓄电单元能够经由所述变换器与所述三相交流电动机交换电力，所述平滑电容器对所述变换器和所述蓄电单元之间的电压进行平滑，所述碰撞检测单元检测碰撞。该控制方法包括：在所述碰撞检测单元检测到碰撞之后，关断所述变换器的所有上臂晶体管，并导通所述变换器的所有下臂晶体管；以及在所述三相交流电动机中未产生反电动势时，向所述变换器的上臂晶体管中的至少任意一个施加低于预定值的输入电压，并导通下臂晶体管中的至少任意一个，所述下臂晶体管中的所述至少任意一个串联连接到施加了低于预定值的输入电压的上臂晶体管中的至少任意一个。

根据以上方面，在碰撞时能够迅速释放平滑电容器中存储的电荷，同时还适当保护变换器和三相交流电动机。

附图说明

下文将参考附图描述本发明示范性实施例的特征、优点和技术和工业重要性，在附图中类似数字表示类似元件，其中：

图1是根据本发明实施例的混合动力车辆的示意配置图；

图2是为根据该实施例的混合动力车辆装备的电驱动系统的示意配置图；

图3是示出了根据该实施例在电动机MG1中产生反电动势时流经变换器和电动机MG1的电流的路径的示例的视图；

图4是示出根据该实施例从平滑电容器流向变换器的电流的路径的示例的视图；

图5是根据该实施例的替代实施例的混合动力车辆的示意配置图；以及

图6是流程图，示出了根据该实施例的替代实施例在混合动力车辆中检测到车辆碰撞之后由电动机ECU执行的碰撞放电控制例程的示例。

具体实施方式

图1是用作根据本发明实施例的车辆的混合动力车辆20的示意配置图。根据该实施例的混合动力车辆20包括发动机22、发动机电子控制单元（在下文中称为“发动机ECU”）24、行星齿轮30、电动机MG1、减速齿轮35、电动机MG2、主动轮39a和39b、电池50、变换器41、变换器42、电动机电子控制单元（在下文中称为“电动机ECU”）40、电池电子控制单元（在下文中称为“电池ECU”）52和混合式电子控制单元（在下文中称为“混合式ECU”）70。发动机22使用气油、轻油等作为燃料。发动机ECU24对发动机22进行驱动控制。行星齿轮30的托架34经由阻尼器28连接到曲轴26。曲轴26用作发动机22的输出轴。电动机MG1连接到行星齿轮30的太阳齿轮31并能够产生电力。减速齿轮35耦合到环形齿轮轴32a，即连接到行星齿轮30的环形齿轮32的驱动轴。电动机MG2连接到减速齿轮35。主动轮39a和39b经由齿轮机构37和差动齿轮38连接到环形齿轮轴32a。电池50经由系统主继电器SMR连接到电力线54，并且例如是锂离子二次电池或镍金属氢化物二次电池。变换器41夹置在电动机MG1和电力线54之间。变换器42夹置在电动机MG2和电力线54之间。电动机ECU 40经由变换器41和42对电动机MG1和MG2执行驱动控制。电池ECU 52管理电池50。混合式ECU 70在总体上控制车辆，同时与发动机ECU 24、电动机ECU 40、电池ECU 52等通信。

电动机MG1和电动机MG2均被配置为已知的同步发电机电动机，包括其中嵌入永磁体的转子和其中缠绕三相线圈的定子。如图2中所示，变换器41由六个晶体管T11到T16以及分别与晶体管T11到T16反并联连接的六个二极管D11到D16形成，变换器42由六个晶体管T21到T26以及分别与晶体管T21到T26反并联连接的六个二极管D21到D26形成。晶体管T11到T16和T21到T26中的每个都趋于随着栅极电压（输入电压）升高而减小其电阻，并且在施加高于或等于预定值V1的栅极电压时导通。此外，成对地布置晶体管T11到T16和T21到T26，以相对于作为供电线54由变换器41和42共享的正电极总线54a和负电极总线54b成为流出侧和流入侧，电动机MG1和MG2的三相线圈（U相、V相和W相）均连接到晶体管对的对应一个之间的连接点。因此，在正电极总线54a和负电极总线54b之间施加电压的状态下控制晶体管T11到T16中每个的导通时间百分比，由此能够在三相线圈中形成旋转磁场。于是，能够驱动电动机MG1进行旋转。类似地，在正电极总线54a和负电极总线54b之间施加电压的状态下控制晶体管T21到T26中每个的导通时间百分比，由此能够在三相线圈中形成旋转磁场。于是，能够驱动电动机MG2进行旋转。此外，在正电极总线54a和负电极总线54b之间相对于系统主继电器SMR与变换器41和42相邻的位置处连接平滑电容器57。平滑电容器57对变换器41和42与电池50之间的电压进行平滑。在下文中，将变换器41的三个晶体管T11到T13和变换器42的三个晶体管T21到T23称为“上臂晶体管”，变换器41的三个晶体管T14到T16分别串联连接到上臂晶体管T11到T13中对应的一个，变换器42的三个晶体管T24到T26分别串联连接到上臂晶体管T21到T23中对应的一个，它们被称为“下臂晶体管”。

变换器41受到电动机ECU 40的控制以对电动机MG1进行驱动控制，变换器42受到电动机ECU 40的控制以对电动机MG2进行驱动控制。对电动机MG1进行驱动控制需要的信号输入到电动机ECU 40，对电动机MG2进行驱动控制需要的信号输入到电动机ECU 40。信号，例如包括来自检测电动机MG1的转子旋转位置的旋转位置检测传感器43的信号，来自检测电动机MG2的转子旋转位置的旋转位置检测传感器44的信号，来自分别检测流经电动机MG1的三个相线圈的U相和V相的相电流的电流传感器45U和45V的相电流Iu1和Iv1，来自分别检测流经电动机MG2的三个相线圈的U相和V相的相电流的电流传感器46U和46V的相电流Iu2和Iv2，来自检测平滑电容器57的电压的电压传感器57a的电压VH等。此外，从电动机ECU 40向变换器41的晶体管T11到T16以及变换器42的晶体管T21到T26输出开关控制信号。然后，电动机ECU 40与混合式ECU 70通信，通过来自混合式ECU 70的控制信号对电动机MG1和MG2进行驱动控制，并且在必要时，向混合式ECU 70输出关于电动机MG1和MG2的运转状态的数据。注意，电动机ECU 40还基于来自旋转位置检测传感器43的信号计算电动机MG1的旋转速度Nm1，并基于来自旋转位置检测传感器44的信号计算电动机MG2的旋转速度Nm2。

在根据该实施例的这样配置的混合动力车辆20准备好运行时，混合式ECU 70基于来自检测加速器踏板83的踏下量的加速器踏板位置传感器84的加速器操作量Acc和来自车速传感器88的车辆速度V设置需要的转矩Tr，基于所设置的所需要的转矩Tr产生命令信号，例如发动机22的目标旋转速度Ne和目标转矩Te，电动机MG1的转矩命令Tm1和电动机MG2的转矩命令Tm2，并向发动机ECU 24和电动机ECU 40传送所产生的命令信号。此外，将来自加速度传感器58的车辆加速度输入到混合式ECU70。加速度传感器58用作附着于车身（例如车辆前方的中心部分、侧面部分等）的碰撞检测单元。然后，在输入加速度超过碰撞判定阈值或用于激活诸如气囊的安全装置的阈值时，混合式ECU 70例如判定车辆发生碰撞，关闭系统主继电器SMR以将电池50与车辆的电气系统隔离开从而在碰撞时提高车辆的安全性，并向ECU 24、40、52等传送预定的碰撞发生信号。

在以上混合动力车辆20中，在碰撞时，应当迅速释放平滑电容器57中存储的电荷，以便早期降低变换器41和42的栅极电压。然后，在混合式ECU 70判定发生碰撞时，根据本实施例的电动机ECU 40根据以下流程控制变换器41和42中的至少任意一个，由此释放平滑电容器57中存储的电荷。

在混合式ECU 70判定车辆发生碰撞时，根据本实施例的电动机ECU40从混合式ECU 70接收碰撞发生信号。在电动机ECU 40接收到该信号时，电动机ECU 40关断变换器41的所有上臂晶体管T11到T13和变换器42的上臂晶体管T21到T23，并导通变换器41的所有下臂晶体管T14到T16以及变换器42的下臂晶体管T24到T26，然后根据由电流传感器45U和45V检测的电动机MG1的相电流Iu1和Iv1以及由电流传感器46U和46V检测的电动机MG2的相电流Iu2和Iv2，判断是否在电动机MG1和MG2中的任意一个中产生了反电动势。亦即，在混合动力车辆20碰撞之后右或左主动轮39b或39a与道路表面分开的状态下右或左主动轮39b或39a空转时，或在因为斜向碰撞混合动力车辆20未完全停止时，即使在发生碰撞之后，电动机MG1或MG2仍可以继续旋转。此外，即使在发生碰撞之后主动轮39a和39b停止旋转时，如果发动机22在工作，发动机22也可以迫使电动机MG1继续旋转。然后，在这种情况下，在电动机MG1和MG2中的任何一个中产生反电动势，变换器41的所有上臂晶体管T11到T13以及变换器42的所有上臂晶体管T21到T23都被关断，且变换器41的所有下臂晶体管T14到T16以及变换器42的所有下臂晶体管T24到T26都被导通时，反电动势导致的电流流过电动机MG1和MG2的相以及变换器41和42的相，如图3中的虚线箭头所示。于是，通过监测相电流Iu1、Iv1、Iu2和Iv2，能够判断是否在电动机MG1和MG2中的任意一个中产生了反电动势。注意，不使用相电流Iu1、Iv1、Iu2和Iv2，可以基于电动机MG1和MG2的旋转速度Nm1和Nm2判断电动机MG1和MG2中的任意一个中是否产生了反电动势。在任何情况下，根据本实施例的电动机ECU 40用作反电动势产生判断单元，其判断是否在电动机MG1和MG2中的任意一个中产生了反电动势。

在电动机ECU 40判定在发生碰撞之后在电动机MG1和MG2中的至少任意一个中产生了反电动势时，电动机ECU 40继续关断连接到其中产生反电动势的电动机MG1和/或MG2的变换器41的所有上臂晶体管T11到T13和/或变换器42的上臂晶体管T21到T23，并导通连接到其中产生反电动势的电动机MG1和/或MG2的变换器41的所有下臂晶体管T14到T16和/或变换器42的下臂晶体管T24到T26。通过这样做，例如，在电动机MG1中产生反电动势时，反电动势导致的电流在变换器41和电动机MG1之间循环，同时基本均等地在变换器41的下臂晶体管T14到T16以及二极管D14到D16之间分布，如图3中的虚线箭头所示。在这里，在电动机MG1中产生反电动势时变换器41的所有上臂晶体管T11到T13都关断且下臂晶体管中仅晶体管T14导通的情况下，电动机MG1的反电动势导致的电流全部通过晶体管T14，然后经由二极管T15和T16再次流向电动机MG1，如图3中的一长两短虚线所示，因此担心电动机MG1的反电动势导致的电流集中流经晶体管T14而不利地影响晶体管T14，在一些情况下，晶体管T14会损坏。此外，在这种情况下，半波电流流经（仅有正方向和反方向中任意一个上的电流一直流过）电动机MG1的U、V和W相，因此担心电动机MG1的永磁体会被消磁。与此相反，如在根据本实施例的混合动力车辆20的情况下那样，例如，在判定发生碰撞之后在电动机MG1中产生反电动势时，变换器41的所有上臂晶体管T11到T13被关断，变换器41的所有下臂晶体管T14到T16都被导通。这样防止了电流集中流经下臂晶体管T14到T16中的任意一个，使得能够保护下臂晶体管T14到T16，并阻止半波电流流经电动机MG1的相，能够防止电动机MG1的永磁体消磁。此外，在关断变换器41的所有上臂晶体管T11到T13关断且变换器41的所有下臂晶体管T14到T16都导通时，从平滑电容器57释放的电流和反电动势导致的电流不会同时流动，由此能够防止变换器41的晶体管T11到T16过热。注意，在电动机MG1和MG2中的任意一个中产生反电动势时，在电动机MG1和MG2中的该任意一个中产生使旋转停止的方向上的转矩，因此电动机MG1和MG2中的该任意一个的旋转早早减弱，在旋转减小到一定程度的阶段不产生反电动势。

然后，在电动机ECU 40判定在刚刚发生碰撞之后在电动机MG1和MG2中的任何一个中都未产生反电动势时，或在刚刚发生碰撞之后在电动机MG1和MG2中的至少任意一个中产生反电动势但电动机MG1和/或MG2的旋转减弱并且然后不产生反电动势时，电动机ECU 40向变换器41的上臂晶体管T11到T13以及变换器42的上臂晶体管T21到T23中的至少任意一个施加低于预定值V1的栅极电压V2，并向串联连接到施加了栅极电压V2的上臂晶体管中的至少任意一个的变换器41的下臂晶体管T14到T16以及变换器42的下臂晶体管T24到T26中的至少任意一个施加高于或等于预定值V1的栅极电压，由此完全导通下臂晶体管T14到T16的所述至少任意一个。例如，如图4中所示，在向变换器41的上臂晶体管T11施加栅极电压V2且串联连接到上臂晶体管T11的下臂晶体管T14完全导通时，上臂晶体管T11进入所谓的半导通状态，因此上臂晶体管T11的电阻大于完全导通的上臂晶体管T11的电阻，流经上臂晶体管T11的电流小于流经完全导通的上臂晶体管T11的电流。然后，在上臂晶体管T11被置于半导通状态且下臂晶体管T14被完全导通时，来自平滑电容器57的电流流经上臂晶体管T11和下臂晶体管T14，如图4中的虚线箭头所示。于是，能够令平滑电容器57迅速放电，同时由于半导通的上臂晶体管T11的电阻增大，防止了大电流流经上臂晶体管T11和下臂晶体管T14。

注意，在根据本实施例的混合动力车辆20中，在判定在发生碰撞之后在电动机MG1和MG2中的任何一个中都未产生反电动势时，基于平滑电容器57的电压VH，确定变换器41和42的半导通上臂晶体管的数量。亦即，在判定在发生碰撞之后在电动机MG1和MG2中的任何一个中都未产生反电动势时，例如，基于平滑电容器57的电压VH，可以将变换器41的上臂晶体管T11到T13中的任意一个和变换器42的上臂晶体管T21到T23中的任意一个置于半导通状态，可以将变换器41的所有上臂晶体管T11到T13或变换器42的所有上臂晶体管T21到T23置于半导通状态，或者可以将变换器41的所有上臂晶体管T11到T13和变换器42的所有上臂晶体管T21到T23置于半导通状态。此外，在发生碰撞之后判定在任何一个电动机MG1和MG2中都未产生反电动势时，仅需要将对应于（一个或多个）半导通的上臂晶体管的（一个或多个）下臂晶体管导通；取而代之，可以导通包括（一个或多个）半导通的上臂晶体管的变换器41和/或42的所有下臂晶体管。

如上所述，在根据本实施例的混合动力车辆20中，在混合式ECU 70基于来自加速度传感器58的车辆加速度判定发生碰撞之后，关断连接到其中产生反电动势的电动机MG1和/或MG2的变换器41和/或42的所有上臂晶体管T11到T13和/或T21到T23，并导通连接到其中产生反电动势的电动机MG1和/或MG2的变换器41和/或42的所有下臂晶体管T14到T16和/或T24到T26。通过这样做，反电动势导致的电流流经下臂晶体管T14到T16和/或T24到T26和二极管D14到D16和/或D24到D26，同时基本均等分布。于是，防止了电流集中流经下臂晶体管T14到T16和T24到T26中的任意一个，由此能够保护下臂晶体管T14到T16以及T24到T26，并且不会使半波电流流经电动机MG1或MG2的相，由此能够防止电动机MG1和MG2的永磁体消磁。此外，在所有上臂晶体管T11到T13和/或T21到T23被关断，且所有下臂晶体管T14到T16和/或T24到T26被导通时，可以防止变换器41和42的上臂晶体管T11到T13和T21到T23以及下臂晶体管T14到T16和T24到T26因为从平滑电容器57释放的电流和反电动势导致的电流同时流动而过热。注意，在电动机MG1和MG2中的任意一个中产生反电动势时，在电动机MG1和MG2的该任意一个中产生使旋转停止的方向上的转矩，使得在电动机MG1和MG2的该任意一个的旋转因为产生的转矩而减小到一定程度的阶段没有反电动势产生。此外，在判定在发生碰撞之后在任何一个电动机MG1和MG2中都未产生反电动势，然后连接到其中产生反电动势的电动机MG1和/或MG2的变换器41和/或42的所有上臂晶体管T11到T13和/或T21到T23被关断且连接到其中产生反电动势的电动机MG1和/或MG2的变换器41和/或42的所有下臂晶体管T14到T16和/或T24到T26时，向变换器41和42的上臂晶体管T11到T13和T21到T23中的至少任意一个施加低于预定值V1的栅极电压V2，并导通串联连接到施加了栅极电压V2的上臂晶体管中的所述至少任意一个的下臂晶体管T14到T16和T24到T26中的至少任意一个。通过这种方式，被施加低于预定值V1的栅极电压V2的变换器41和42的上臂晶体管T11到T13和T21到T23中的至少任意一个的电阻大于完全导通的上臂晶体管T11到T13和T21到T23中的该至少任意一个的电阻，并且流经上臂晶体管中的该至少任意一个的电流减小。于是，在与被施加低于预定值V1的栅极电压V2的上臂晶体管中的所述至少任意一个对应的下臂晶体管的至少任意一个导通时，可以迅速释放平滑电容器57中存储的电荷，同时防止大电流流经这些（一个或多个）上臂晶体管和（一个或多个）下臂晶体管。结果，在根据本实施例的车辆中，在碰撞时，可以迅速释放平滑电容器57中存储的电荷，同时还适当保护变换器41和42以及电动机MG1和MG2。

图5是示出了根据本实施例的替代实施例的混合动力车辆20B的示意配置图。注意，为了避免重复描述，类似的附图标记表示与根据上述实施例的混合动力车辆20的部件类似的混合动力车辆20B的部件，省去说明和详细描述。此外，为了容易描述，图5中未示出减速齿轮35、齿轮机构37等。除了上述混合动力车辆20的部件之外，附图中示出的混合动力车辆20B包括例如电动机MG3和变换器47。电动机MG3被配置为同步发电机电动机，向耦合到后轮39c和39d的后轮侧驱动轴32b输入动力或从其输出动力。变换器47经由与变换器41和42并联的平滑电容器57连接到电池50并驱动电动机MG3。变换器47具有与上述变换器41和42的配置相同的配置。在也通过这种方式包括多个电动机MG1到MG3以及变换器41、42和47的混合动力车辆20B中，在发生车辆碰撞时，应当迅速释放平滑电容器57中存储的电荷，以便尽早降低变换器41、42和47的栅极电压。因此，在根据替代实施例的混合动力车辆20B中，在混合式ECU 70判定发生车辆碰撞时电动机ECU 40从混合式ECU 70接收到碰撞发生信号时，电动机ECU 40执行图6中所示的碰撞放电控制例程。

在开始碰撞放电控制例程时，电动机ECU 40最初关断所有变换器41、42和47的所有上臂晶体管，并导通所有变换器41、42和47的所有下臂晶体管（图6中的S100）。接下来，基于电流传感器（未示出）检测的流经电动机MG1、MG2和MG3的相的相电流，判断在电动机MG1、MG2和MG3中的任意一个中是否产生了反电动势（图6中的S110）。然后，在电动机ECU 40判定在检测到碰撞之后在电动机MG1、MG2和MG3中的任意一个中产生反电动势时，电动机ECU 40至少继续关断连接到其中产生反电动势的电动机MG1、MG2和MG3中的任意一个的变换器的所有上臂晶体管，并继续导通该变换器的所有下臂晶体管。

另一方面，在电动机ECU 40判定在检测到碰撞之后电动机MG1、MG2和MG3中的任何一个中都未产生反电动势时，或在检测到碰撞之后在电动机MG1、MG2和MG3中的任意一个中产生反电动势但该电动机的旋转减弱并且然后不产生反电动势时，电动机ECU 40执行半导通放电控制，其中向变换器41、42和47中的至少任意一个中包括的上臂晶体管中的至少任意一个施加低于预定值V1的栅极电压V2，并向串联连接到施加了栅极电压V2的上臂晶体管中的所述至少任意一个的下臂晶体管中的至少任意一个施加高于预定值V1的栅极电压，以完全导通下臂晶体管中的所述至少任意一个（图6中的S120）。通过这样做，被施加栅极电压V2的上臂晶体管中的所述至少任意一个被置于所谓的半导通状态，因此上臂晶体管中的该至少任意一个的电阻大于完全导通的上臂晶体管中的该至少任意一个的电阻，流经上臂晶体管中的该至少任意一个的电流小于流经完全导通的上臂晶体管中的该至少任意一个的电流。然后，（一个或多个）目标上臂晶体管被置于半导通状态，（一个或多个）目标下臂晶体管完全导通。通过这样做，来自平滑电容器57的电流流经那些（一个或多个）上臂晶体管和（一个或多个）下臂晶体管。于是，能够使平滑电容器57迅速放电，同时防止由于（一个或多个）半导通上臂晶体管的电阻增大导致大电流流经（一个或多个）上臂晶体管和（一个或多个）下臂晶体管。

在电动机ECU 40开始半导通放电控制之后，电动机ECU 40基于电压VH判断平滑电容器57中存储的电荷是否被完全释放，电压VH是由电压传感器（未示出）检测的平滑电容器57的端子之间的电压（图6中的S130），在判定平滑电容器57中存储的电荷未完成时，电动机ECU 40继续以上半导通放电控制。然后，在判定平滑电容器57中存储的电荷已经完全释放时，关闭所有的变换器（图6中的S140），该例程结束。注意，在图6的S120中，可以有选择地确定包括半导通上臂晶体管的变换器数量或该变换器中的半导通上臂晶体管的数量。

如上所述，在根据替代实施例的混合动力车辆20B中，在混合式ECU70基于来自加速度传感器58的车辆加速度判定发生碰撞之后，关断连接到所有变换器41、42和47的所有上臂晶体管，并导通所有变换器41、42和47的所有下臂晶体管。通过这样做，在电动机MG1、MG2和MG3的中任意一个中产生反电动势时，仅电动机中的该任意一个中产生的反电动势导致的电流流经与该电动机对应的变换器的下臂晶体管和二极管，同时基本均等分布。于是，能够防止因为从平滑电容器57释放的电流和反电动势导致的电流同时流动而导致的多个变换器41、42和47的上臂晶体管和下臂晶体管过热。此外，可以让反电动势导致的电流不向平滑电容器57流动，因此能够令平滑电容器57不存储新的电荷。此外，因为形成了反电动势导致的电流的流动路径，所以电流流经其中产生反电动势的电动机的相，向该电动机施加使旋转停止的方向上的转矩，因此能够早期减小电动机的旋转以停止产生反电动势。然后，在混合动力车辆20B中，在混合式ECU 70检测到碰撞时，所有变换器41、42和47中的所有上臂晶体管被关断。然后，导通所有变换器41、42和47的所有下臂晶体管。然后，在电动机MG1、MG2和MG3中的任何一个中都未产生反电动势时，向变换器41、42和47中的任意一个中包括的上臂晶体管中的至少任意一个施加低于预定值V1的栅极电压V2。然后，导通串联连接到施加了栅极电压V2的上臂晶体管中的至少任意一个的下臂晶体管中的至少任意一个。通过这样做，可以迅速释放平滑电容器57中存储的电荷，同时防止大电流流经被施加低于预定值V1的栅极电压V2的上臂晶体管中的至少任意一个以及串联连接到上臂晶体管中的该至少任意一个的下臂晶体管中的至少任意一个。结果，在根据替代实施例的混合动力车辆20B中，可以迅速释放平滑电容器57中存储的电荷，同时在碰撞时适当保护变换器41、42和47以及多个电动机MG1、MG2和MG3。

注意，尽管通过采用包括多个电动机MG1、MG2等的混合动力车辆20或20B描述了本发明的上述方面；不过，当然可以将本发明的该方面应用于包括能够输入或输出动力的单个电动机的混合动力车辆或包括能够输入或输出动力的单个或多个电动机的电动车辆。

利用实施例描述了用于执行本发明的上述方面的模式；不过，本发明的该方面不限于这样的实施例。可以在各种形式中实施本发明的该方面而不脱离本发明的范围。

Claims (3)

1.一种车辆，包括：

三相交流电动机；

变换器，其包括多个上臂晶体管、多个下臂晶体管以及多个二极管，每一个所述上臂晶体管随着输入电压增加趋于减小其电阻并且在施加高于预定值的输入电压时导通，每一个所述下臂晶体管串联连接到所述上臂晶体管中对应的一个，每一个所述二极管与所述上臂晶体管和所述下臂晶体管中对应的一个反并联连接；

蓄电单元，其能够通过所述变换器与所述三相交流电动机交换电力；

平滑电容器，其平滑所述变换器和所述蓄电单元之间的电压；

控制单元，其控制所述变换器；以及

碰撞检测单元，其检测碰撞，其中

所述控制单元在所述碰撞检测单元检测到碰撞后关断所述变换器的所有所述上臂晶体管并且导通所述变换器的所有所述下臂晶体管，并且然后，在所述三相交流电动机中不产生反电动势时，所述控制单元向所述变换器的所述上臂晶体管中的至少任意一个施加低于所述预定值的输入电压，并且导通所述下臂晶体管中的至少任意一个，所述下臂晶体管中的所述至少任意一个串联连接到被施加了低于所述预定值的所述输入电压的所述上臂晶体管中的所述至少任意一个。

2.根据权利要求1的车辆，其中

所述车辆包括多个所述三相交流电动机和多个所述变换器；并且

所述控制单元在所述碰撞检测单元检测到碰撞后关断所述多个变换器的所有所述上臂晶体管并且导通所述多个变换器的所有所述下臂晶体管，并且然后，在所述多个三相交流电动机中的任何一个中都不产生反电动势时，所述控制单元向包括在所述多个变换器中的至少任意一个中的所述上臂晶体管中的至少任意一个施加低于所述预定值的输入电压，并且导通所述下臂晶体管中的至少任意一个，所述下臂晶体管中的所述至少任意一个串联连接到被施加了低于所述预定值的所述输入电压的所述上臂晶体管中的所述至少任意一个。

3.一种用于车辆的控制方法，

所述车辆包括:

三相交流电动机；

变换器，其包括多个上臂晶体管、多个下臂晶体管以及多个二极管，每一个所述上臂晶体管在输入电压增加时趋于减小其电阻并且在施加高于预定值的输入电压时导通，每一个所述下臂晶体管串联连接到所述上臂晶体管中对应的一个，每一个所述二极管与所述上臂晶体管和所述下臂晶体管中对应的一个反并联连接；

蓄电单元，其能够通过所述变换器与所述三相交流电动机交换电力；

平滑电容器，其平滑所述变换器和所述蓄电单元之间的电压；以及

碰撞检测单元，其检测碰撞，

所述控制方法包括：

在所述碰撞检测单元检测到碰撞后关断所述变换器的所有所述上臂晶体管并且导通所述变换器的所有所述下臂晶体管；以及

在所述三相交流电动机中不产生反电动势时，向所述变换器的所述上臂晶体管中的至少任意一个施加低于所述预定值的输入电压，并且导通所述下臂晶体管中的至少任意一个，所述下臂晶体管中的所述至少任意一个串联连接到被施加了低于所述预定值的所述输入电压的所述上臂晶体管中的所述至少任意一个。

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